SU1709339A1 - Устройство дл моделировани систем массового обслуживани - Google Patents

Abstract

Устройство относитс  к вычислительной технике, а именно к специализированным средствам электронного моделировани , предназначенным дл  исследовани  систем массового обслуживани .. Цель изобретени  - повышение точности моделировани  систем массового обслуживани  с последовательным "разогревом" каналов. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее генератор случайного потока импульсов, счетчик общего числа за вок, реверсивный счетчик числа за вок в очереди, счетчик числа за вок, получивших отказ в обслуживании, первый и второй реверсивные счетчики очереди и шесть элементов И, элемент ИЛИ, четыре элемента запрета, блок случайных времен.ных задержек дополнительно введен элемент ИЛИ-НЕ, а в каждый канал блока случайных временных задержек дополнительно введен триггер. Устройство может быть использовано при исследовании функционировани  систем массового обслуживани , в которых первое включение в работу каждого канала св зано с дополнительными подготовительными действи ми - "разогревом". 2 ил.! 5Ы

Description

Изобретение относитс  к специализированным средствам электронного моделировани , предназначенным дл  исследовани  систем массового обслуживани  (СМО).

Известно устройство дл  моделировани  СМО, содержащее генератор случайного потока импульсов, первый элемент запрета, первый элемент И, счетчик общего числа за вок, счетчик числа потер нных за вок , элемент случайной задержки, элемент ИЛИ, блок элементов случайной задержки, многовходовый элемент; И, реверсивный счетчик, многовходовый элемент ИЛИ, второй элемент запрета, второй элемент И.

Однако это устройство не позвол ет моделировать СМО с последовательным jpaзогревом каналов обслуживани 

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  моделировани  СМО, содержащее генератор случайного потока импульсов, счетчик общего числа за вок, счетчик числа за вок, получивших отказ в обслуживании, первый и второй реверсивные счетчики, первый и второй многовходовые элементы И, многовходовый элемент ИЛИ, с первого по четвертый элементы запрета , с- первого по четвёртый элементы И, блоклиний случайных временных задержек, включающий (К-1) элементбв ИЛИ-НЕ, (К2 ) элементов ИЛИ. (К-1) элементов НЕ, общий элемент ИЛИ, К каналов, каждый из

которых содержит два элемента И, элемент запрета, первый и второй элементы случайной временной задержки, элемент ИЛИ, триггер, а также вход запуска и управл ющий вход.

Это устройство позвол ет исследовать СМО с последовательным разогревом обслуживающих каналов. Сущность этого режима состоит в том, что в свободной системе первое включение в работу каждого канала св зано с дополнительными подготовительными действи ми - разогревом. Следовательно , Обслуживание за вок, поступающих в свободную систему и производ щих первое включение каналов, должно осуществл тьс  по закону, отличному от закона обслуживани  последующих за вок.

Недостатком известного устройства  вл етс  то обсто тельство, что режим работы с разогревом включаетс  при поступле .нии за вки в свободную систему и продолжаетс  до тех пор, hoKa не будут зан ты все обслу;хивающие каналы. Во-первых, последнее событие может никогда не наступать (например, при малой загрузке системы) и тогда все за вки, приход щие в систему, будут обслуживатьс  в режиме с разогревом,. Во-вторых, с момента прихода первой за вки до загрузки всех каналов некоторые из них могут обслуживать несколько за вок. При такой дисциплине не только перва , но и все остальные за вки будут обслуживатьс  в режиме с разогревом . В-третьих, режим работы с разогревом в устройстве возобновл етс  после исчерпани  очереди и освобождени  одного из каналов, а не тогда, когда уже в свободную систему приходит перва  за вка.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности моделировани  СМО с последовательным разогревом каналов.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее генератор случайного потока за вок, счетчик общего числа за вок, счетчик числа за вок, получивших отказ в обслуживании, реверсивный счетчик числа зан тых каналов, реверсивный счётчик очереди, элемент ИЛИ, с первого по четвертый элементы запрета, с первого по шестой элементы И, -блок случайных временных задержек, при этом выход генератора случайного потока за вок соединен со счетным входом счетчика общего числа за вок , с первым входом элемента И и информационным входом первого элемента запрета, выход которого подключен х информационным входам второго и третьего элементов запрета, выход второго элемента запрета соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика числа зан тых каналов , разр дные выходы которого подключены соответственно к входам второго элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И и управл ющими входами второго и третьего элементов запрета, выход третьего элемента запрета подключен к входу запуска блока случайных временных задержек, выход которого соединен с первыми входами четвертого и п того элементов И и информационным входом четвертого элемента запрета,.выход четвертого элемента И подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика очереди, разр дные выходы которого подключены соответственно к входам шестого злемента И и входам элемента ИЛИ, вь1ход которого соединен со вторыми входами четвёртого и п того элементов И и управл ющим входом четвертого элемента запрета,

0 выход которого соединен с вычитающим .входом реверсивного счетчика числа зан тых каналов, выход п того элемента И подключен к входу запуска блока случайных временных задержек, выход шестого элемента И подключен к управл ющему входу первого элемента запрета и второму входу первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика числа за вок , получивших отказ в обслуживании,

0 выход третьего элемента И соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика очереди, выход первого элемента запрета подключен к второму входу третьего элемента И, дополнительно введен элемент

5 ИЛИ-НЕ,. входы которого соединены соответственно с разр дными выходами реверсивного счетчика числа зан тых каналов, а выход соединен с установочным входом блока случайных временных задержек,

0 Кроме того, блок случайных временных задержек содержит общий элемент ИЛИ, (К-1) элементов ИЛИ-НЕ, (К-1) элементов НЕ,(К-2) элементов ИЛИ и К каналов задержки , причем каждый из каналов задержки

5 включает два триггера, два элемента И, элемент ИЛИ, элемент запрета и два элемента случайной временной задержки, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ канала, выход элемента

0 ИЛИ каждого канала задержки подключен к единственному входу триггера своего канала и соответствующему входу общего элемента ИЛИ блока, выход которого  вл етс  выходом блока, в каждом канале задержки

5 выход первого элемента И соединен с нулевым входом первого триггера, первым входом элемента И и информационным входом элемента запрета, выход которого соединен с входом запуска первого элемента случайной временной задержки, а выход второго

элемента И подключен к входу запуска второго элемента случайной вре1 енной задержки , первые входы первых элементов И всех каналов задержки объединены и  вл ютс  входом запуска блока, пр мой выход первого тригге эа первого канала задержки подключен к первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, первому входу первого Элемента ИЛИ блока и входу первого элемента И первого канала задержки, выход М-го элемента ИЛИ-НЕ блока (, К-1) соединен с вторым входом первого элемента И ( канала задержки, выход триггера Р-го канала задержки (, IQ подключен к входу (Р-1)-го элемента НЕ блока И второму входу (Р-1);го элемента ИЛИ блока , выход М-го элемента ИЛИ соединен с первым входом (М+1)-го элемента ИЛИ-НЕ и первым входом (М+1)-го элемента ИЛИ, выход М-го элемента НЕ подключен к второму входу М-го элемента ИЛИ-НЕ, выход триггера К-го канала временной задержки соединен с входом (К-1)-го элемента НЕ, нулевые входы вторых триггеров всех каналов задержки объединены и  вл ютс  установочным входом блока случайных временных задержек, единичный вход второго триггера соединен с выходом элемента запрета своего канала задержки, пр мой выход второго триггера в каждом канале соединен с управл ющим входом элемента запрета и вторым входом второго элемента И.

На фиг. 1 приведена схема уетройстйа; на фиг. 2 - схема блока случайных времен-, ных задержек.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока за вок, счетчик 2 общего числа (поступивших)за вок, счетчик 3 числа за вок, получивших отказ в обслуживании, реверсивный счетчик 4 числа зан тых каналов и реверсивный счетчик 5 очереди, второй 6 и шестой 7 элементы И, элемент ИЛИ 8, с первого по четвертый элементы запрета 9-12, третий 13, четвертый 14, п тый 15 и первый 16 элементы И, элемент ИЛИ-НЕ 17, блок 18 случайных временных задержек, содержащий группу из СК-1) элементов ИЛИ-НЕ 19, группу из (К-2) элементов ИЛИ 20, группу из (К-1) элементов НЕ 21, элемент ИЛИ 22, К каналов 23 задержки, каждый из которых содержит первый 24 и второй 25 элементы И, элемент 26 запрета, первый 27 и второй 28 элементы случайной .временной задержки, элемент ИЛИ 29, первый 30 и второй 31 триггеры, а также вход 32 запуска и установочный вход 33.

Устройство работает следующим образом .

Работа устройства - циклическа . В начале каждого цикла, когда очередь пуста и все каналы обслуживани  свободны, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 17 присутствует

сигнал, который поступает на вход блока 18 случайных временных задержек и переключает все его каналы в режим обслуживани  за вок с разогревом. При поступлении хот  бы одной за вки сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 17 снимаетс . Когда в системе хот  бы один канал свободен, сигнал с выхода элемента И б отсутствует, и импульсы от генератора 1 поступают, во-первых, через открытые элементы 9 и 10 запрета на

суммирующий вход первого реверсивного счетчика 4, имитиру  зан тие каналов обслуживани , во-вторых, через открытый элемент 11 запрета - на вход запуска блока 18 случайных временных задержек, который,.

использу  сигнал на своем другом входе, имитирует процесс обслуживани  за вок с последовательным разогревом или без разогрева каналов. Импульс с блока 18 случайных временных задержек, по вившийс 

на выходе через врем , равное случайной длительности обслуживани , поступает через открытый элемент 12 запрета на вычитающий вход реверсивного счетчика 4, имитиру  освобождение одного канала обслуживани .,

Когда все каналы зан ты, на выходе 5лемента И 6 по вл етс  сигнал, поступающий

на управл ющие входы элементов 10 и 11 запрета и на вход элемента И 13. При этом

импульсы с генератора 1 поступают через открытый элемент И 13 на суммирующий вход реверсивного .счетчика 5, имитиpv  постановку за вок в очередь.

Когда очередь не пуста, на выходе элемента ИЛИ 8 присутствует сигнал, запирающий элемент 12 запрета, запреща  прохождение импульсов с выхода блока 18 случайных временных задержек на вычитающий вход реверсивного счетчика (так как

каналы обслуживани  освобождатьс  не должны) и отпирающий элементы И 14, 15, разреша  списывание за вок из очереди. При этом импульс с выхода блока 18 поступает через открытый элемент И 14 на вычитающий вход реверсивного счетчика 5 и одновременно через элемент И 15 - на вход блока 18, имитиру  поступление очередной за вки из очереди на обслуживание.

Когда все места в очереди зан ты, ха

выходе элемента И 7 по вл етс  сигнал, поступающий на управл ющий вход элемента 9 запрета и на вход элемента И 16. При этом элемент И 16 открываетс  и импульсы от генератора 1 проход т через этот момент, имитиру  поток за вок, получивших откаЗ в

обслуживании, число которых подсчитываетс  счетчиком 3 числа потер нных за вок.

Блок 18 работает следующим образом.

8 исходный момент времени, когда система свободна, триггеры 30 всех каналов наход тс  в единичном состо нии, а триггеры 31 всех каналов наход тс  в нулевом состо нии. Единичное состо ние триггеров 30 обеспечивает наличие сигнала низкого уровн  на выходах элементов ИЛИ-НЕ 19 с номерами, не меньшими номера триггера. Дл  открыти  каждого из элементов И 24 требуетс  сигнал высокого уровн  с выхода соответствующего элемента ИЛИ-НЕ 19. Следовательно, если свободен один из каналов 23, предположим с номером i, то его триггер 30 находитс  в единичном состо нии и сигналом с его выхода (через последо .вательность.. элементов ИЛИ 2Р|, ИЛИ-НЕ 19|, ИЛИ 20ц-1. ИЛИ-НЕ 191-1-1...) исключает возможность п(эохождени  импульса, имитирующего поступление за вки на входы каналов с номерами +Т, i+2,.... К.

Нулевое состо ние триггеров 31 обеспечивает наличие низкого уровн  на входах элементов И 25 и запрета 26. При этом элементы И 25 закрыты, а элементы запрета 26 открыты. , ,

Импульс, поступивший на вход 32 через открытый элемент И 24.1 первого канала 23.1. проходит на нулевой вход триггера 30.1, а через элемент запрета 26.1 - на вход первого элемента 27.1 случайной временной задержки и на вход триггера 31.1, устанавлива  его в единичное состо ние.

Первые элементы 27 случайной временной задержки всех каналов имитируют процесс обслуживани  за вок в режиме с разогревом соответствующего канала. При единичном состо нии триггера 31.1 на его выходе по вл етс  единичный сигнал, которь(й закрывает элемент запрета 26.1 и открывает злемен-т И 26.1.

До тех пор, пока не по витс  импульс на выходе элемента 27.1 случайной временной задержки и через элемент -ИЛИ 29.1 не установит триггер 30.1 в единичное состо ние , на его выходе будет низкий уровень и открытым окажетс  лишь элемент И 24.2 второго канала. Следующий импульс {имитирующий очередную за вку), если не освободилс  первый канал, поступает на вход элемента 27.2 и устанавливает триггеры 30.2 и 31.2 соответственно в нулевое и единичное состо ние, и так далее.

Следовательно, обслуживание первых за вок в каждом канале будет имитироватьс  с помощью первого элемента.27 случайной временной задержки в режиме с разогревом. Импульс, по вившийс  на

выходе элемента 27, через элемент ИЛИ 29 устанавлив1ает триггер 30 в единичное состо ние , а через элемент ИЛИ 22 поступает на выход блока случайных временных задержек .

При освобождении каналов от имитации обслуживани  первых за вок последующие сигналы на зан тие этих каналов будут поступать через открытые элементы, И 25 на входы вторых элементов 28 случайных временных задержек, длительности задержки которых соответствуют обслуживанию за вки без разогрева.

Импульс с выхода элемента 28 также устанавливает триггер 30 в единичное состо ние и поступает на выход блока линий случайных временных задержек.

Этот процесс будет продолжатьс  до тех пор, пока система полностью не освободитс . В этом случае на вход 33 блока случайных временных задержек поступит сигнал, который установит триггеры 31. в нулевое состо ние, после чего цикл работы устройства повтор етс .

Статистические характеристики функционировани  СМО, моделируемой устройством , вычисл ютс  известными методами на основе показаний счетчиков.

Применение предлагаемого устройства повышает точность при исследовании систем с последовательным разогревом каналов .

Claims (2)

1. Формулаизобретёни 

   1: Устройство дл  моделировани  систем массового обслуживани , содержащее генератор случайного потока за вок, счетчик общего числа за вок, счетчик числа за вок , получивших отказ в обслуживании, реверсивный счетчик числа зан тых каналов , реверсивный счетчик очереди, элемент ИЛИ, с первого по четвертый элементы запрета , с первого по шестой элементы И, блок случайных временных задержек, выход генератора случайного-потока за вок соединен со счетным входом счетчика обЩёГсГчйсла за вок, с первым входом первого элемента И и информационным входом первого элемента запрета, выход которого.подключен к информационным входам второго и третьего элементов запрета, выход второго элемента запрета соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика числа зан тых каналов, разр дные выходы которого подключены соответственно к входам второго элемента И, выход которого соеди-. нен с первым входом третьего элемента И и управл ющими входами второго и третьего элементов запрета, выход третьего элемента запрета подключен к входу запуска блока случайных временных задержек, выход которого соединен с первыми входами четвертого и п того элементов И и информационным входом четвертого элемента запрета, выход четвертого элемента И подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика очереди, разр дные выходы которого подключены соответственное входам шестого элемента И и элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами четвертого и п того элементов И и управл ющим входом четвертого элемента запрета, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика числа зан тых каналов , вход п того элемента И подключен к входу запуска блока случайных временных задержек, выход шестого элемента И - к управл ющему входу первого элемента запрета и второму входу первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом с етчйка числа за вок, получивших отказ в обслуживании выход третьего элемента И - с суммирующим входом реверсивного счетчика очереди, выход первого элемента запрета подключен к второму входу третьего элемента И, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности моделирован 1  систем с последовательным разогревом каналов, оно дополнительно содержит элемент ИЛИ-НЕ, входы которого соединены соответственно с разр дными выходами реверсивного счетчика числа зан тых каналов, а выход - с установочным входом блока случайных временных задержек .
2. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес   тем, что блок случайных временных задержек содержит элемент ИЛИ, группу из К-1 элементов ИЛИ-НЕ, группу из К-1 элементов НЕ, группу из К-2 элементов ИЛИ и К каналов задержки, причем каждый из каналов задержки включает два триггера, два элемента И, элемент ИЛИ, элемент запрета и два элемента случайной временной задержки , выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ канала.

   выход элемента ИЛИ каждого канала задержки подключен кединичному входу первого триггера своего канала и соответствующему входу элемента ИЛИ блока, выход которого  вл етс  выходом блока, в каждом канале задержки выход первого элемента И соединен с нулевым входом первого триггера, первым входом второго элемента И и информационным входом элемента запрета, выход которого соединен с входом запуска первого элемента случайной временной з держки , а выход второго элемента И подключен к входу запуска второго элемента случайной временной задержки, первые входы первых элементов И всех каналов задержки объединены и  вл ютс  входом запуска блока, пр мой выход первого триггера первого канала задержки подключен к первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, группы , первому входу первого элемента ИЛИ труппы блока и второму входу первого элемента И первого канала задержки, выход М-го элемента ИЛИ-НЕ группы блока (, К-1) соединен с вторым входом первого элемента И (М+1)-го канала задержки, выход первого триггера Р-го канала задержки (, К) подключен к входу (Р-1)-го элемента НЕ группы блока и второму входу (Р-1)-го элемента ИЛИ группы блока, выход М-го элемента ИЛИ группы соединен с первым входом (М+1)-го элемента ИЛИ-НЕ группы и первым входом (М+1)-го элемента ИЛИ группы, выход М-го элемента НЕ труппы подключен к второму входу М-го элемента ИЛИ-НЕ группы, выход первого триггера . К-го канала временной задержки соединен с входом (К-1)-гоэлемента НЕ группы, нулевые входы вторых триггеров всех каналов задержки объединены и  вл ютс  установочным входом блока случайных временных задержек, единичный вход второго триггера соединен с выходом элемента запрета своего канала задержки, пр мой выход второго триггера в каждом канале задержки соединен с управл ющим входом элемента запре та и вторым входом второго элемента И.